Siltuma piesārņojums attiecas uz parādībām, kurās siltums tiek izvadīts ūdenstilpēs vai atmosfēras gaisā. Tajā pašā laikā temperatūra paaugstinās daudz augstāk par vidējo normu. Dabas termiskais piesārņojums ir saistīts ar cilvēka darbību un siltumnīcefekta gāzu emisijām, kas ir galvenais globālās sasilšanas cēlonis.
Atmosfēras termiskā piesārņojuma avoti
Ir divas avotu grupas:
- dabiski - tie ir meža ugunsgrēki, vulkāni, putekļu vētras, sausie vēji, dzīvo un augu organismu sadalīšanās procesi;
- antropogēni ir naftas un gāzes pārstrāde, rūpnieciskā darbība, siltumenerģija, kodolenerģija, transports.
Katru gadu cilvēka darbības rezultātā Zemes atmosfērā nonāk aptuveni 25 miljardi tonnu oglekļa monoksīda, 190 miljoni tonnu sēra oksīda, 60 miljoni tonnu slāpekļa oksīda. Puse no visiem šiem atkritumiem rodas enerģētikas, rūpniecības un metalurģijas darbību rezultātā.
Automobiļu izplūdes gāzu emisijas pēdējos gados ir palielinājušās.
Sekas
Lielpilsētās ar lieliem rūpniecības uzņēmumiem atmosfēras gaiss izjūt spēcīgāko termisko piesārņojumu. Tas saņem vielas, kurām ir augstāka temperatūra nekā apkārtējās virsmas gaisa slānim. Rūpniecisko emisiju temperatūra vienmēr ir augstāka par vidējo gaisa virsmas slāni. Piemēram, meža ugunsgrēku laikā no automašīnu izplūdes caurulēm, no rūpniecības uzņēmumu caurulēm, sildot mājas, izdalās silta gaisa plūsmas ar dažādiem piemaisījumiem. Šādas plūsmas temperatūra ir aptuveni 50-60 ºС. Šis slānis paaugstina vidējo gada temperatūru pilsētā par sešiem līdz septiņiem grādiem. Pilsētās un virs tām veidojas "siltuma salas", kas izraisa mākoņainības palielināšanos, vienlaikus palielinot nokrišņu daudzumu un palielinot gaisa mitrumu. Sadegšanas produktus pievienojot mitram gaisam, veidojas mitrs smogs (kā Londonas smogs). Ekologi saka, ka pēdējo 20 gadu laikā troposfēras vidējā temperatūra ir palielinājusies par 0,7ºC.
Termiskā augsnes piesārņojuma avoti
Termā augsnes piesārņojuma avoti lielajās pilsētās un rūpniecības centros ir:
- metalurģijas uzņēmumu gāzes caurules, temperatūra sasniedz 140-150ºС;
- siltumtrases, temperatūra ap 60-160ºС;
- sakaru krāni, temperatūra 40-50ºC.
Termas ietekmes sekas uz augsnes segumu
Gāzes caurules, siltumtrases un sakaru izvadi paaugstina augsnes temperatūru par vairākiem grādiem, kas ir negatīvsietekmē augsni. Ziemā tas noved pie sniega kušanas un līdz ar to augsnes virskārtu sasalšanas, savukārt vasarā notiek pretējs process, augsnes virskārta tiek uzkarsēta un žāvēta. Augsnes sega ir cieši saistīta ar tajā mītošo veģetāciju un dzīviem mikroorganismiem. Izmaiņas tā sastāvā negatīvi ietekmē viņu dzīvi.
Hidroloģisko objektu termiskā piesārņojuma avoti
Ūdenstilpju un piekrastes jūras teritoriju termiskais piesārņojums rodas atomelektrostaciju un termoelektrostaciju, rūpniecības uzņēmumu notekūdeņu novadīšanas rezultātā ūdenstilpēs.
Notekūdeņu novadīšanas ietekme
Notekūdeņu novadīšana izraisa ūdens temperatūras paaugstināšanos rezervuāros par 6-7 ºС, šādu siltu plankumu platība var sasniegt pat 30-40 km2.
Siltie ūdens slāņi veido tādu kā plēvi uz ūdens masas virsmas, kas novērš dabisko ūdens apmaiņu (virszemes ūdeņi nesajaucas ar gruntsūdeņiem), samazinās skābekļa daudzums un organismu nepieciešamība pēc tas palielinās, savukārt aļģu sugu skaits palielinās.
Lielāko termālo ūdeņu piesārņojuma pakāpi veic elektrostacijas. Ūdens tiek izmantots AES turbīnu un gāzes kondensāta dzesēšanai TES. Elektrostaciju izmantotais ūdens tiek uzsildīts par aptuveni 7-8 ºС, pēc tam tiek novadīts tuvējos ūdenstilpēs.
Ūdens temperatūras paaugstināšanās rezervuāros negatīvi ietekmē dzīvos organismus. Katram no tiem ir noteikts temperatūras optimālais, kurā iedzīvotāji jūtasizcili. Dabiskajā vidē, lēni paaugstinoties vai pazeminoties temperatūrai, dzīvie organismi pamazām pielāgojas izmaiņām, bet, ja temperatūra strauji paaugstinās (piemēram, pie liela apjoma notekūdeņu novadīšanas no rūpniecības uzņēmumiem), tad organismiem nav laika. aklimatizēties. Viņi saņem karstuma šoku, kā rezultātā viņi var nomirt. Šī ir viena no negatīvākajām termiskā piesārņojuma sekām uz ūdens dzīvi.
Bet var būt arī citas, kaitīgākas sekas. Piemēram, termālā ūdens piesārņojuma ietekme uz vielmaiņu. Paaugstinoties temperatūrai organismos, palielinās vielmaiņas ātrums un palielinās vajadzība pēc skābekļa. Bet, paaugstinoties ūdens temperatūrai, skābekļa saturs tajā samazinās. Tā trūkums izraisa daudzu ūdens dzīvo organismu sugu nāvi. Gandrīz 100% zivju un bezmugurkaulnieku iznīcināšana izraisa ūdens temperatūras paaugstināšanos par vairākiem grādiem vasarā. Mainoties temperatūras režīmam, mainās arī zivju uzvedība, tiek traucēta dabiskā migrācija, notiek savlaicīga nārsts.
Tādējādi ūdens temperatūras paaugstināšanās var mainīt ūdenstilpju sugu struktūru. Daudzas zivju sugas vai nu atstāj šos apgabalus, vai iet bojā. Šīm vietām raksturīgās aļģes tiek aizstātas ar siltumu mīlošām sugām.
Ja kopā ar siltu ūdeni ūdenskrātuvēs nonāk organiskās un minerālvielas (sadzīves notekūdeņi, minerālmēsli, kas izskaloti no laukiem), notiek strauja aļģu savairošanās, tās sāk veidotiesblīva masa, kas pārklāj viena otru. Tā rezultātā notiek to nāve un sabrukšana, kas izraisa visu rezervuāra dzīvo organismu sērgu.
Ūdenstilpju termiskais piesārņojums ar termoelektrostacijām ir bīstams. Tie rada enerģiju, izmantojot turbīnas, izplūdes gāzes ik pa laikam ir jāatdzesē. Izlietotais ūdens tiek novadīts rezervuāros. Lielajās termoelektrostacijās šis apjoms sasniedz 90 m3. Tas nozīmē, ka rezervuārā ieplūst nepārtraukta silta plūsma.
Kaitējums ūdens ekosistēmu piesārņojuma dēļ
Visas ūdenstilpju termiskā piesārņojuma sekas rada katastrofālu kaitējumu dzīviem organismiem un maina paša cilvēka dzīves vidi. Piesārņojuma radītie bojājumi:
- estētiskā (ainavu izskats ir bojāts);
- ekonomiskais (piesārņojuma sanācija, daudzu zivju sugu izzušana);
- vide (tiek iznīcinātas ūdens veģetācijas un dzīvo organismu sugas).
Spēkstaciju novadītā siltā ūdens apjoms nepārtraukti pieaug, līdz ar to paaugstināsies arī ūdenstilpju temperatūra. Daudzās upēs, pēc vides aizstāvju domām, tas paaugstināsies par 3-4 °C. Šis process jau notiek. Piemēram, dažās upēs Amerikā ūdens pārkaršana ir aptuveni 10-15 °С, Anglijā - 7-10 °С, Francijā - 5 °С.
Siltuma piesārņojums
Siltuma piesārņojums (termiskais fiziskais piesārņojums) ir forma, kas rodas apkārtējās vides temperatūras paaugstināšanās rezultātā. Tās cēloņi ir rūpnieciskās un militārās uzkarsētā gaisa emisijas, lieli ugunsgrēki.
Vides termiskais piesārņojums ir saistīts ar ķīmiskās, celulozes un papīra, metalurģijas, kokapstrādes rūpniecības, termoelektrostaciju un atomelektrostaciju darbu, kam iekārtu dzesēšanai nepieciešams liels ūdens daudzums.
Transports ir spēcīgs vides piesārņotājs. Apmēram 80% no visām gada emisijām rodas no automašīnām. Daudzas kaitīgas vielas ir izkliedētas ievērojamos attālumos no piesārņojuma avota.
Kad gāzi sadedzina termoelektrostacijās, papildus ķīmiskajai iedarbībai uz atmosfēru rodas arī termiskais piesārņojums. Turklāt aptuveni 4 km rādiusā no lāpas daudzi augi atrodas nomāktā stāvoklī, un 100 metru rādiusā veģetācijas sega mirst.
Krievijā katru gadu rodas aptuveni 80 miljoni tonnu dažādu rūpniecības un sadzīves atkritumu, kas ir augsnes segas, veģetācijas, grunts un virszemes ūdeņu un atmosfēras gaisa piesārņojuma avots. Turklāt tie ir dabas objektu radiācijas un termiskā piesārņojuma avots.
Zemes ūdeņi ir piesārņoti ar dažādiem ķīmiskiem atkritumiem, kas tur nonāk, no augsnes noskalojot minerālmēslus, pesticīdus, notekūdeņus un rūpniecības notekūdeņus. Ūdenskrātuvēs rodas termiskais un bakteriālais piesārņojums, daudzas augu un dzīvnieku sugas iet bojā.
Jebkura siltuma izdalīšanās dabiskajā vidē izraisa tā sastāvdaļu temperatūras izmaiņas, īpaši atmosfēras apakšējos slāņos,augsnes un hidrosfēras objekti.
Pēc vides aizstāvju domām, termiskās emisijas vidē pagaidām nespēj ietekmēt planētas līdzsvaru, taču tām ir būtiska ietekme uz konkrētu teritoriju. Piemēram, lielajās pilsētās gaisa temperatūra parasti ir nedaudz augstāka nekā ārpus pilsētas, upju vai ezeru termiskais režīms mainās, tajās novadot termoelektrostaciju notekūdeņus. Mainās šo telpu iedzīvotāju sugu sastāvs. Katrai sugai ir savs temperatūras diapazons, kurā suga spēj pielāgoties. Piemēram, forele var izdzīvot siltā ūdenī, bet nevar vairoties.
Tādējādi termiskās izlādes ietekmē arī biosfēru, lai gan tas nav planētu mērogā, bet ir pamanāms arī cilvēkiem.
Augsnes seguma temperatūras piesārņojums ir saistīts ar to, ka notiek cieša mijiedarbība ar dzīvniekiem, veģetāciju un mikroorganismiem. Paaugstinoties augsnes temperatūrai, veģetācijas segums mainās uz termofīlākām sugām, daudzi mikroorganismi iet bojā, nespējot pielāgoties jauniem apstākļiem.
Pazemes ūdeņu termiskais piesārņojums rodas noteces iekļūšanas ūdens nesējslāņos rezultātā. Tas negatīvi ietekmē ūdens kvalitāti, tā ķīmisko sastāvu un termiskos apstākļus.
Vides termiskais piesārņojums pasliktina dzīves un cilvēka darbības apstākļus. Pilsētās ar paaugstinātu temperatūru kopā ar augstu mitruma līmeni cilvēkiem ir biežas galvassāpes, vispārējs savārgums, zirgu skriešanās sacīkstes.asinsspiediens. Augsts mitrums izraisa metālu koroziju, kanalizācijas, siltuma cauruļu, gāzes vadu un tā tālāk bojājumus.
Vides piesārņojuma sekas
Var norādīt visas vides termiskā piesārņojuma sekas un izcelt galvenās problēmas, kas jārisina:
1. Lielākajās pilsētās veidojas siltuma salas.
2. Veidojas smogs, palielinās gaisa mitrums un veidojas pastāvīga mākoņainība megapilsētās.
3. Problēmas rodas upēs, ezeros un jūru un okeānu piekrastes zonās. Temperatūras paaugstināšanās dēļ tiek izjaukts ekoloģiskais līdzsvars, iet bojā daudzas zivju un ūdensaugu sugas.
4. Mainās ūdens ķīmiskās un fizikālās īpašības. Tas kļūst nelietojams pat pēc tīrīšanas.
5. Ūdenstilpju dzīvie organismi mirst vai atrodas nomāktā stāvoklī.
6. Gruntsūdens temperatūra paaugstinās.
7. Tiek izjaukta augsnes struktūra un sastāvs, tiek nomākta vai iznīcināta veģetācija un tajā dzīvojošie mikroorganismi.
Siltuma piesārņojums. Profilakse un pasākumi tās novēršanai
Galvenais pasākums, lai novērstu vides termisko piesārņojumu, ir pakāpeniska atteikšanās no degvielas izmantošanas, pilnīga pāreja uz alternatīvo atjaunojamo enerģiju: saules, vēja un hidroenerģiju.
Lai aizsargātu ūdens teritorijas no termiskā piesārņojuma turbīnas dzesēšanas sistēmā, nepieciešams izbūvēt rezervuārus - dzesētājus, no kuriem ūdens pēc dzesēšanasvar izmantot atkārtoti dzesēšanas sistēmā.
Pēdējās desmitgadēs inženieri ir mēģinājuši likvidēt tvaika turbīnu termoelektrostacijās, izmantojot magnetohidrodinamisko metodi siltumenerģijas pārvēršanai elektroenerģijā. Tas ievērojami samazina apkārtējās teritorijas un ūdenstilpņu termisko piesārņojumu.
Biologi cenšas apzināt biosfēras kopumā un atsevišķu dzīvo organismu sugu stabilitātes robežas, kā arī bioloģisko sistēmu līdzsvara robežas.
Vides speciālisti pēta cilvēka saimnieciskās darbības ietekmes pakāpi uz dabiskajiem procesiem vidē un meklē veidus, kā novērst negatīvo ietekmi.
Aizsargājiet vidi no termiskā piesārņojuma
Ir pieņemts dalīt termisko piesārņojumu planetārajā un lokālajā. Planētu mērogā piesārņojums nav ļoti liels un veido tikai 0,018% no saules starojuma, kas nonāk uz planētas, tas ir, viena procenta robežās. Taču termiskais piesārņojums vietējā līmenī spēcīgi ietekmē dabu. Lai regulētu šo ietekmi lielākajā daļā rūpnieciski attīstīto valstu, ir ieviesti termiskā piesārņojuma ierobežojumi.
Parasti robeža ir noteikta ūdenstilpju režīmam, jo tieši jūras, ezeri un upes lielā mērā cieš no termiskā piesārņojuma un saņem tā galveno daļu.
Eiropas valstīs ūdenstilpes nedrīkst sasilt vairāk par 3 °C no to dabiskās temperatūras.
ASV ūdens sildīšanai upēs nevajadzētu būt b altākai par 3 °С, ezeros - 1,6 °С, jūru un okeānu ūdeņos - 0,8 °С.
BKrievijā ūdens temperatūrai rezervuāros nevajadzētu paaugstināties vairāk par 3 °C, salīdzinot ar karstākā mēneša vidējo temperatūru. Ūdenskrātuvēs, kurās dzīvo laši un citas aukstumu mīlošas zivis, temperatūru nedrīkst paaugstināt vairāk par 5 °C, vasarā ne augstāk par 20 °C, ziemā - 5 °C.
Termiskā piesārņojuma mērogs lielu rūpniecības centru tuvumā ir diezgan ievērojams. Tā, piemēram, no industriālā centra, kurā dzīvo 2 miljoni cilvēku, no atomelektrostacijas un naftas pārstrādes rūpnīcas, termiskais piesārņojums izplatās 120 km attālumā un 1 km augstumā.
Vides speciālisti iesaka izmantot siltuma atkritumus sadzīves vajadzībām, piemēram:
- lauksaimniecības zemes apūdeņošanai;
- siltumnīcu nozarē;
- uzturēt ziemeļu ūdeņus brīvā stāvoklī;
- naftas rūpniecības smago produktu un mazuta destilācijai;
- karstumu mīlošu zivju sugu audzēšanai;
- ziemā apsildāmu mākslīgo dīķu izbūvei savvaļas ūdensputniem.
Planētu mērogā dabiskās vides termiskais piesārņojums netieši ietekmē globālo sasilšanu. Siltumnīcefekta gāzu emisijas no nozarēm nepaaugstina temperatūru tieši, bet gan siltumnīcas efekta dēļ.
Lai atrisinātu vides problēmas un novērstu tās nākotnē, cilvēcei ir jāatrisina vairākas globālas problēmas un jāvirza visi spēki, lai samazinātu gaisa piesārņojumu, termisko,planētas piesārņojums.
